一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種注漿模擬試驗平臺，尤其是涉及一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺。
【背景技術】
[0002]現如今，盾構法已經成為地鐵隧道施工的主要施工方法。盾構法施工過程中，引起盾構隧道發生變形的變形因素很多，但主要是由于開挖引起土層損失從而導致地面沉降。因而，盾構開挖過程中，及時、充分地進行同步壁后注漿，可有效地減少土層損失，而注漿是否充分、漿液在凝固過程中是否會產生流失等因素，都會對土層附加變形產生直接影響。為此，國內外許多專家學者以理論分析、現場量測、模型實驗、數值模擬等方法進行了壁后注漿方面的相關研宄。
[0003]盾構施工造成地表沉降的主要原因是由于盾構外徑比管片環的外徑大而形成的建筑空隙(即盾尾空隙)，由于脫離盾構機盾尾后一段時間內盾尾空隙接近于無支撐狀態，隨著周圍土體擾動范圍的增大，盾尾空隙的變形或局部坍塌直接影響地表沉降的程度，解決這一問題的最好方法是壁后注漿。實際施工時，可先通過現場實驗的方法將泥漿注入盾構機盾尾，進而對于所注泥漿控制地面沉降的效果進行分析。但現階段，對于不同泥漿控制地面沉降效果的研宄，絕大部分是通過現場在所施工盾構隧道上選取實驗段的方式進行研宄，這種研宄方法投入費用較大，風險也較大，并且僅能對泥漿本身的物理性質、化學性質和力學性質進行檢測(即對泥漿的粘度、凝膠力、流動度、凝膠時間等進行檢測)以及對固結硬化后的泥餅質量狀況進行檢測，然后做出該泥漿是否能起到工程所需效果，但這種檢測方法并沒有考慮到盾構施工地地質、土質的復雜性，以及土體與泥漿的相互作用，因而不能很好地反映現場的實際施工狀況，有一定的局限性，主要原因在于泥漿控制地表變形的真正效果并不和泥漿本身的物理力學性質成正比。
[0004]綜上，需設計一種結構簡單、設計合理、投入成本低且使用操作簡便、使用效果好的盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，能對盾構施工過程中的同步注漿過程進行模擬，并能對注漿后的土體沉降狀況進行有效監測。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其結構簡單、設計合理、投入成本低且使用操作簡便、使用效果好，能對盾構施工過程中的同步注漿過程進行模擬，并能對注漿后的土體沉降狀況進行有效監測。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征在于:包括內部裝有需試驗土體的試驗箱、用于模擬盾構機的推進系統、用于模擬盾構隧道用管片環的試驗管和用于模擬盾構施工用同步注漿系統的注漿裝置；所述試驗管由多個管節從前至后拼接而成，多個所述管節呈同軸布設且相鄰兩個所述管節之間通過連接件進行連接，所述管節為圓管；所述推進系統包括鉆頭和通過試驗管由后向前對鉆頭進行水平頂推的頂推裝置，所述鉆頭同軸安裝在試驗管前端且其直徑大于試驗管的外徑，所述頂推裝置安裝在試驗管后側，所述鉆頭與試驗管之間的連接處留有注漿口 ；所述注漿裝置包括漿液存儲裝置、與所述漿液存儲裝置的出液口連接的導漿管和安裝在導漿管上的注漿泵，所述導漿管的前端插入試驗管內且其前端與所述注漿口連接；所述需試驗土體上安裝有土體沉降監測裝置，所述頂推裝置上裝有對其水平頂推力和水平頂推位移分別進行實時檢測的頂推力檢測單元和頂推位移檢測單元。
[0007]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:所述頂推裝置位于試驗管的正后方，所述試驗箱為有機玻璃箱。
[0008]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:還包括靜態應變儀，所述土體沉降監測裝置、頂推力檢測單元和頂推位移檢測單元均與靜態應變儀相接。
[0009]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:還包括與靜態應變儀相接的上位監控機，所述靜態應變儀為SDY2206程控靜態電阻應變儀。
[0010]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:所述土體沉降監測裝置包括多個對需試驗土體頂部的豎向位移進行實時檢測的豎向位移檢測單元，多個所述豎向位移檢測單元均布設在需試驗土體頂部且其均布設在同一豎直面上，多個所述豎向位移檢測單元由左至右進行布設。
[0011]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:多個所述豎向位移檢測單元布設的豎直面為沉降監測面，所述沉降監測面與試驗管呈垂直布設。
[0012]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:還包括反力架，所述頂推裝置為千斤頂，所述千斤頂的缸體底部支頂在反力架上且其活塞桿頂端支頂在試驗管后端。
[0013]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:所述管節為第一管節或第二管節，所述第一管節和第二管節均為PVC管；所述第一管節的側壁上開有多個注漿孔，多個所述注漿孔上均設置有臨時封孔件，所述第二管節為側壁密封的管節，所述第一管節和第二管節呈交錯布設。
[0014]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:還包括第一注漿管和第二注漿管，所述第一注漿管和所述第二注漿管的進液口均與導漿管的出液口連接，所述第一注漿管的出液口與所述注漿口連接，所述第二注漿管的出液口與所述注漿孔連接。
[0015]上述一種盾構施工用同步注漿模擬試驗平臺，其特征是:所述管節的長度為110mm?130mm、外徑為Φ 10Omm?Φ 1 20mm且其內徑為Φ90_?Φ 110mm ;所述鉆頭的直徑為 110mm ?130mmo
[0016]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0017]1、結構簡單、設計合理且投入成本低，加工制作及安裝布設方便。
[0018]2、使用操作簡便且實現方便，主要由試驗箱、推進系統、試驗管、注漿裝置和測試系統組成。實際使用時，通過推進系統將試驗管由后向前推進至需試驗土體內。推進過程中，采用注漿裝置向試驗管外側的空隙內注漿；同時，通過測試系統對水平頂推力、水平頂推位移和需試驗土體的沉降監測面的土體沉降狀況(包括土層沉降或隆起)進行測試，并能對測試結果進行同步存儲，以便后期查詢。
[0019]3、使用效果好且實用價值高，能對盾構施工過程中的同步注漿過程進行真實模擬，其模擬效果接近實際施工情況，不存在施工風險，能直觀觀測注漿后的土體沉降狀況，并能對注漿后土體沉降狀況進行有效測試，從而為研宄推進過程中地面沉降(或隆起)的變化規律研宄提供有效的數據依據，并為實際盾構施工提供有效依據。
[0020]綜上所述，本實用新型結構簡單、設計合理、投入成本低且使用操作簡便、使用效果好，能對盾構施工過程中的同步注漿過程進行模擬，并能對注漿后的土體沉降狀況進行有效監測。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0023]圖2為本實用新型土體沉降監測裝置的布設位置示意圖。
[0024]圖3為本實用新型的電路原理框圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]I一需試驗土體；2—試驗箱；3—試驗管；
[0027]4一鉆頭；5—導漿管；6—注漿泵；
[0028]7一頂推力檢測單元； 8一頂推位移檢測單元；9一豎向位移檢測單元；
[0029]10—靜態應變儀；11 一上位監控機；12—千斤頂；
[0030]13—反力架；14 一壓力表；15—固定支架；
[0031]16—儲漿桶。
【具體實施方式】
[0032]如圖1、圖2所示，本實用新型包括內部裝有需試驗土體I的試驗箱2、用于模擬盾構機的推進系統、用于模擬盾構隧道用管片環的試驗管3和用于模擬盾構施工用同步注漿系統的注漿裝置。所述試驗管3由多個管節從前至后拼接而成，多個所述管節呈同軸布設且相鄰兩個所述管節之間通過連接件進行連接，所述管節為圓管。所述推進系統包括鉆頭4和通過試驗管3由后向前對鉆頭4進行水平頂推的頂推裝置，所述鉆頭4同軸安裝在試驗管3前端且其直徑大于試驗管3的外徑，所述頂推裝置安裝在試驗管3后側，所述鉆頭4與試驗管3之間的連接處留有注漿口。所述注漿裝置包括漿液存儲裝置、與所述漿液存儲裝置的出液口連接的導漿管5和安裝在導漿管5上的注漿泵6，所述導漿管5的前端插入試驗管3內且其前端與所述注漿口連接。所述需試驗土體I上安裝有土體沉降監測裝置，所述頂推裝置上裝有對其水平頂推力和水平頂推位移分別進行實時檢測的頂推力檢測單元7和頂推位移檢測單元8。
[0033]本實施例中，所述頂推裝置位于試驗管3的正后方。所述漿液存儲裝置為儲漿桶16。
[0034]本實施例中，所述試驗箱2為有機玻璃箱。
[0035]并且，所述試驗箱2為立方形箱體。實際使用時，所述試驗箱2也可以采用其它類型的箱體。
[0036]本實施例中，所述試驗箱2的長度為1500mm、寬度為100mm且其高度為1000mm，所述試驗箱2的壁厚為15mm。
[0037]實際加工時，可根據具體需要，對試驗箱2的長度、寬度、高度和壁厚進行相應調整。
[0038]實際使用時，能對試驗箱2內所述推進系統的推進過程和所述注漿系統的注漿過程進行直觀觀測，并且需試驗土體I更換方便，試驗箱2清洗方便、快捷。
[0039]本實施例中，多個所述管節的長度和橫截面尺寸均相同。
[0040]并且，所述管節的